Логические элементы схем этого семейства строятся на основе многоэмиттерных биполярных транзисторов (рисунок 1.8).
а) – принципиальная схема | б) – УГО |
Рисунок 1.8 – Простой ТТЛ-элемент 3И-НЕ |
Если на входах А, В и С действует высокое напряжение, то транзистор Т1 работает в инверсном режиме (переход база-коллектор смещен в прямом направлении). Транзистор Т2 открыт, и на выходе Z будет низкое напряжение (примерно 0,2В).
Если на одном их входов транзистора Т1 действует низкое напряжение, то транзистор Т1 работает нормально в режиме насыщения. Напряжение на его коллекторе падает примерно на 0,2В. Транзистор Т2 закрывается. На выходе Z будет высокое напряжение.
Если один из входов многоэмиттерного транзистора Т1 «висит в воздухе», то он приравнивается к входу с высоким уровнем напряжения, так как такой вход не способен понизить напряжение в точке X схемы (рисунок 1.8) до 0,2В.
ТТЛ-элементы выпускаются в виде интегральных микросхем. Например, микросхема SN7400 (отечественный аналог ЛА3 серии К155) содержит четыре элемента 2И-НЕ (рисунок 1.9).
|
|
В основном ТТЛ-элементы выпускаются в DIP-корпусах (рисунок 1.10).
В семейство ТТЛ-схем входят несколько серий ИМС. Все они имеют напряжение питания ± 5В и совместимы друг с другом.
Рисунок 1.9 – Схема подключения интегральной микросхемы SN7400 |
Стандартная ТТЛ-серия К155 (7400) была первым промышленным стандартом.
Рисунок 1.10 – Корпус DIP с двухсторонним расположением выводов |
В ТТЛШ-серии К531 (74S00) применение диодов и транзисторов Шоттки позволило сократить времена переключения схем.
Маломощная ТТЛШ-серия К555 (74LS00) обладает более низкой потребляемой мощностью (таблица 1.1).
Таблица 1.1 – Электрические характеристики ИМС ТТЛШ-серии К555 (74LS00)
Напряжение питания | Uпит = ± 5В |
Входное напряжение | U0макс = 0,8В, U1мин = 2,0В |
Выходное напряжение | U0макс = 0,4В, U1мин = 2,7В |
Пороговое напряжение | Uпор = 1,3В |
Входной ток (уровень L) | I0макс = – 0,4мА (ток вытекает) |
Выходной ток (уровень H) | I1макс= – 0,4мА (ток вытекает) |
Входной ток (уровень H) | I1макс = 0,02мА (ток втекает) |
Выходной ток (уровень L) | I0макс = 8мА (ток втекает) |
Коэффициент разветвления по выходу | |
Задержка распространения сигнала | tзад = 9нс |
Время нарастания | t0,1 = 10нс |
Время спада | t1,0 = 6нс |
Потребляемая мощность на один элемент | Pпот = 2мВт |
В семействе ТТЛ-схем имеются все типы элементов, реализующих основные логические функции:
· НЕ (элементы ЛН);
· mИ (элементы ЛИ);
· mИ-НЕ (элементы ЛА);
· mИЛИ (элементы ЛЛ);
· mИЛИ-НЕ (элементы ЛЕ);
· mИ/mИЛИ-НЕ (элементы ЛР).